【实验心理学】信号检测论知识点整理

实验心理学—信号检测论北京师范大学心理学部实验心理学课程笔记整理目录信号检测论.......................................................................................................................................1（一）信号检测论与传统心理物理方法差异...............................................................................1（二）在各个学科领域的应用.......................................................................................................2（三）信号检测论的前提假设和理论基础...................................................................................3A．基本概念............................................................................................................................3B．前提假设............................................................................................................................3C．理论基础和基本原理.........................................................................................................3（四）例子.......................................................................................................................................4（五）信号检测论的指标体系和影响因素...................................................................................4（六）信号检测论的三种方法.......................................................................................................6有无法（YesorNoMethod）..................................................................................................6迫选法（Forced-ChoiceMethod）..........................................................................................6评价法（RatingScaleMethod）.........................................................................................7总结...........................................................................................................................................8（七）信号检测论的优点...............................................................................................................9（一）信号检测论与传统心理物理方法差异•在测量指标和考虑问题的角度上的差异传统心理物理学：绝对或差别阈限SDT：感受性和判断标准•考虑到的影响因素以及感觉适应性•前提假设的区别•实验方法和范式上的区别（二）在各个学科领域的应用信号检测论研究的是信息传输系统中信号的接受准确性，即如何信号从干扰的噪音中区分出来SDT在军事和民用雷达、声纳、通讯等技术以及心理学、气象学与地理学、天文学、生物物理学、广泛应用和发展•军事、电子通讯、天文学、物理学等领域军事领域：WorldWarI、军事雷达侦测、军用民用卫星导航系统电子信息通讯领域：电报、有线通讯、无线通讯（卫星、电视、广播、手机等）天文学：太空遥感信号发送、接收和导航，大尺度时间与空间的宇宙探测（微波背景辐射），射电望远镜•在医学研究与临床诊断中的应用•在心理学研究中的应用在感知觉研究中的应用例如：Tanner&Swets（1954）最早在密西根大学的心理学研究中把SDT应用于人的感知过程，区分开了辨别力和反应标准个体反应倾向性的评价在内隐记忆、阈下知觉、意识的研究领域得到了广泛的应用•工程心理学、工效学与警戒水平（三）信号检测论的前提假设和理论基础A．基本概念•信号（signal）：要求觉察的刺激。•噪音（noise）：对信号检测起干扰作用的背景。•先验概率（priorprobabiliry）：在刺激呈现前，即可得知的和SN各自出现的概率•信号甄别指标：击中（hit），虚报（false-alarm），漏报（miss），正确否定（correctrejection）B．前提假设•人类感知的局限性与适应性•机器感知与仿生学的飞速发展100年前军事通讯50-60年代雷达与无线通讯技术60-70年代卫星通讯技术70年代以后：射电与微波通讯技术：世界最先进的射电望远镜对微波辐射的侦测•生理局限性还是噪音干扰C．理论基础和基本原理•概率论与信号噪音的分布规律•统计决策论基本假设：两个相等的、有重叠的正态分布（心理物理实验能满足——人类背时察觉信号只有一个中枢神经效应；心理物理实验中所选择的信号和噪音有重叠部分）•信号噪音最优决策原则提高击中率、减低虚报率（四）例子（五）信号检测论的指标体系和影响因素•信号检测论应用于感知觉测量的两个基本假设不同判断标准下被试的击中率和虚报率(Clark,&Yang,1974)不同先验概率对被试判断标准•信号检测论的三个测量指标----反应倾向性（ResponseBias）、判断标准（JudgementCriterion）和感受性（辨别力，Sensitivityorsensorydiscriminability）辨别力指数（d´）：如果信号和噪音的强度不变，在相同的实验实验条件下，辨别力不同的被试对MN与MSN差距的感觉不同。辨别力强的被试，感觉差距较大。d´＝|ZSN－ZN|。ZSN——击中率的Z分数；ZN——虚报率的Z分数判断标准ββ=OSN/ON反应倾向性•指标之间的关系击中率、虚报率与感受性之间的关系感受性越高，击中率越高，虚报率越低，d´越高辨别力、噪音强度与判断标准的关系略微复杂，不会描述，请看PPT•操作者操作特性曲线（receiveroperatingcharacteristiccurve,ROC曲线）理解就行等感受性曲线——当辨别力（感受性）恒定，判断标准变化时，将每次判断结果的虚报率和击中率分别作为横、纵坐标后，所绘制出来的曲线。○1低击中，低虚报：任务难，先验概率低，机遇线不容易辨别○2高击中，低虚报：信号可能性大，先验概率高，容易辨别区分，任务容易○3高击中，低虚报：容易辨别，看标准耳钉，标准严格就会有较低虚报，宽松就有较高虚报○4高击中，高虚报：（在3的右侧）标准中等以下•信号检测论测量感受性的影响因素信号和噪音之间的强度及其强度差异信号和噪音的先验概率对判断结果的奖励和惩罚措施的严格程度被试的实验动机也是影响信号辨别和判断标准的一个重要因素其他影响信号检测论指标的因素速度与准确性权衡（speed-accuracytrade-off）相关实验的知识与经验的影响主观预期效应（六）信号检测论的三种方法有无法（YesorNoMethod）确定实验中噪音和信号呈现的先验概率，以及奖惩办法。实验前，主试要把实验规定的信号和噪音的呈现的先验概率，奖惩办法，以及对被试的要求等，以指导语的形式向被试解释清楚，避免被试判断标准的变化。在实验中，每种先验概率的情况下，信号和噪音出现的总次数要在150-200以上。信号和噪音要随机呈现。例如，听觉刺激400个，P(SN)=10%;SN=50dB，N=30dB计算方法：击中率的百分数P(y/SN)=f1/(f1+f2)虚报率的百分数P(y/N)=f3/(f3+f4)d´=P(y/SN)的Z分数－P(y/N)的Z分数迫选法（Forced-ChoiceMethod）信号与噪音要连续呈现数次，然后让被试哪个时间间隔上是信号，哪个是噪音。注意的问题被试的判断标准可能或随着实验进展发生波动因此，在不同的时间进程中，可能出现反应偏向因为信号在不同时间段上强弱不同，也对被试的反应倾向产生一定得影响计算方法评价法（RatingScaleMethod）自变量的确定（同有无法）被试的反应不是简单的“有信号”或“无信号”，而是从“有信号”到“无信号”这一感觉连续体，规定出不同感觉评价等级评价方式计算方法总结（七）信号检测论的优点•在感受性的测量上，区分开了主观态度和辨别力。•引入了噪音和虚报，对准确估计辨别力及反应倾向有重要意义。•它不仅把信号当信息，也把噪音当信息，并通过辨别力、反应倾向和判断标准来反映被试对噪音和信号的判断情况。•扩展了传统心理物理法的局限性，将感受性的测量放在了更为宽泛的角度来考察。